Research Article

A clioquinol-containing Pluronic^® F127 polymeric micelle system is effective in the treatment of visceral leishmaniasis in a murine model

Un système à micelles polymériques Pluronic^® F127 contenant du clioquinol est efficace pour le traitement de la leishmaniose viscérale dans un modèle murin

¹ Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
² Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
³ Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
⁴ Universidad Católica de Santa María, Urb. San José S/N, Umacollo, Arequipa, Peru
⁵ Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil

^* Corresponding author: eduardoferrazcoelho@yahoo.com.br

Received: 27 February 2020
Accepted: 14 April 2020

Abstract

A clioquinol (ICHQ)-containing Pluronic^® F127 polymeric micelle system (ICHQ/Mic) was recently shown to be effective against Leishmania amazonensis infection in a murine model. In the present study, ICHQ/Mic was tested against L. infantum infection. BALB/c mice (n = 12 per group) were infected with L. infantum stationary promastigotes through subcutaneous injection and, 45 days after challenge, received saline or were treated via the subcutaneous route with empty micelles, ICHQ or ICHQ/Mic. In addition, animals were treated with miltefosine by the oral route, as a drug control. Half of the animals were euthanized 1 and 15 days after treatment, aiming to evaluate two endpoints after therapy, when parasitological and immunological parameters were investigated. Results showed that the treatment using miltefosine, ICHQ or ICHQ/Mic induced significantly higher anti-parasite IFN-γ, IL-12, GM-CSF, nitrite and IgG2a isotype antibody levels, which were associated with low IL-4 and IL-10 production. In addition, a higher frequency of IFN-γ and TNF-α-producing CD4⁺ and CD8⁺ T-cells was found in these animals. The parasite load was evaluated in distinct organs, and results showed that the treatment using miltefosine, ICHQ or ICHQ/Mic induced significant reductions in organic parasitism in the treated and infected mice. A comparison between the treatments suggested that ICHQ/Mic was the most effective in inducing a highly polarized Th1-type response, as well as reducing the parasite load in significant levels in the treated and infected animals. Data obtained 15 days after treatment suggested maintenance of the immunological and parasitological responses. In conclusion, ICHQ/Mic could be considered in future studies for the treatment of visceral leishmaniasis.

Résumé

Un système à micelles polymériques Pluronic^® F127 (ICHQ/Mic) contenant du clioquinol (ICHQ) s’est récemment révélé efficace contre l’infection à Leishmania amazonensis dans un modèle murin. Dans la présente étude, l’ICHQ/Mic a été testé contre l’infection à L. infantum. Les souris BALB/c (n = 12 par groupe) ont été infectées par des promastigotes stationnaires de L. infantum par injection sous-cutanée et ont reçu 45 jours après l’épreuve une solution saline ou ont été traitées par voie sous-cutanée avec des micelles vides, ICHQ ou ICHQ/Mic. De plus, les animaux ont été traités avec de la miltefosine par voie orale, comme contrôle médicamenteux. La moitié des animaux ont été euthanasiés 1 et 15 jours après le traitement, dans le but de mesurer deux critères d’évaluation après la thérapie, lorsque les paramètres parasitologiques et immunologiques ont été étudiés. Les résultats ont montré que le traitement par miltefosine, ICHQ ou ICHQ/Mic induisait des niveaux d’anticorps anti-parasite IFN-γ, IL-12, GM-CSF, nitrite et IgG2a significativement plus élevés, associés à de faibles productions d’IL-4 et IL-10. De plus, une fréquence plus élevée de cellules T CD4⁺ et CD8⁺ produisant de l’IFN-γ and TNF-α a été trouvée chez ces animaux. La charge parasitaire a été évaluée dans des organes distincts et les résultats ont montré que le traitement utilisant la miltefosine, ICHQ ou ICHQ/Mic induisait des réductions significatives du parasitisme des organes chez les souris traitées et infectées. Une comparaison entre les traitements a suggéré qu’ICHQ/Mic était le plus efficace pour induire une réponse de type Th1 polarisée, ainsi que pour réduire la charge parasitaire à des niveaux significatifs chez les animaux traités et infectés. Les données obtenues 15 jours après le traitement suggèrent le maintien des réponses immunologiques et parasitologiques. En conclusion, ICHQ/Mic pourrait être envisagé dans de futures études pour le traitement contre la leishmaniose viscérale.